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Does the i-motif structure of DNA exist in the cell?

As part of an interdisciplinary project involving FEMTO-ST, a new scientific study is reopening the debate on the very existence of these structures in DNA and their potential therapeutic interest in cell biology for the treatment of certain cancers.

More than 60 years ago, the double helix structure of DNA was discovered and was to have a major impact on molecular biology research for decades to come. In recent years, however, other DNA structures have aroused the enthusiasm of researchers, in particular tetrameric structures such as G-quadruplexes (G4s) and i-patterns.

G4s, consisting of a stack of guanine tetrads, are obtained when the DNA sequence is rich in guanines. The presence of these G4 structures has been demonstrated for many years and they are an avenue being explored for the treatment of cancers. If one strand is guanine-rich, its complementary strand is cytosine-rich. It has been shown in vitro that these cytosine-rich sequences are also capable under acidic conditions (pH<6) of folding into tetrameric structures to form i-motifs.

However, the formation of these i-motif structures within cells is highly controversial due to the need for an acidic pH. Recently, an Australian team developed a new antibody (i-Mab) to detect the presence of i-motif DNA at cellular level and thus prove its presence.

This article, published in ‘Nucleic Acids Research’, presents a new study of the recognition properties of this i-Mab antibody and calls into question previous conclusions. The researchers re-evaluated the recognition properties of this antibody at acidic and physiological pH, supplementing them in particular with a study of other oligonucleotides rich in cytosine but not forming an i-motif. They demonstrated that the i-Mab antibody not only recognised the i-motif conformation but also other sequences rich in cytosine but unable to form an i-motif. More specifically, the results suggest that the binding of iMab to oligonucleotides is governed by the presence of at least two consecutive cytosines. In addition, FRET analyses indicate that interaction with iMab results in unfolding of the i-motif structures even under acidic conditions, in a manner similar to that observed with hnRNP K, a single-stranded DNA-binding protein.
The results strongly suggest that the iMab antibody binds to blocks of 2 to 3 cytosines in single-stranded DNA and call for a more cautious interpretation of the results obtained with this antibody.

This work was carried out as part of the ANR ICARE (ANR-21-CE44-0005) and PRIME'80 programmes, involving researchers from the Department of Molecular Chemistry (CNRS/University of Grenoble Alpes) in close collaboration with the Institut Curie (CNRS/Paris Saclay), the Institute of Pharmacology and Structural Biology (CNRS/University of Toulouse) and the FEMTO-ST Institute (CNRS/University of Bourgogne-Franche-Comté).

This publication (https://doi.org/10.1093/nar/gkae531) a was the subject of an article in  CNRS chimie

Contact FEMTO-ST : Jérôme Dejeu

 

Award
  • Publication dans Nature Communications

    Novembre 2014 :

    parution de l'article

    « Protrusion force microscopy reveals oscillatory force generation and mechanosensing activity of human macrophage podosomes »

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  • On a marché sur les braises !

    Un dimanche presque comme les autres à la Fabrikà sciences. Dimanche 14 décembre 2014, John Dudley (chercheur à l'Institut FEMTO-ST) proposait au public de marcher sur les braises.

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  • Paper prize at the international conference VPPC 2014

    At the International IEEE "Vehicle Power and Propulsion Conference" conference held in Coimbra, Portugal from 27 to 30 October 2014, “Hybrid & Fuel Cell Systems” Research Team of Femto-ST Institute won the Paper Prize for the paper titled “Energy management of an hybrid electrical vehicule in degraded operation”

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  • Paper prize lors de la conférence internationale VPPC 2014

    Lors de la conférence internationale IEEE « Vehicule Power and Propulsion Conference » qui s’est déroulée à Coimbra au Portugal du 27 au 30 octobre 2014, l’équipe Systèmes Hybride et Systèmes Pile à Combustible »du département Energie de FEMTO-ST a remporté le « Paper Prize » pour son article intitulé « Gestion d'énergie d'un véhicule électrique hybride en fonctionnement dégradé »

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  • Best Paper Award pour proposer l’interopérabilité des systèmes de communication des armées

    L’article présenté fin octobre à Rome par une équipe de FEMTO-ST/ Département Informatique des Systèmes Complexes, a reçu le prix du meilleur article scientifique lors de la conférence européenne du Wireless Innovation Forum. Les résultats présentés portaient sur l’application des méthodes de génération de tests à partir de modèles formels pour vérifier la conformité au standard du logiciel embarqué dans ces équipements, permettant d’assurer ainsi leur interopérabilité.

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    Vulgariser ses travaux de recherche avec humour et en moins de 3 minutes. C’est le défi dans lequel se sont lancés huit doctorants de FEMTO-ST qui se sont affrontés à coups de « supers pouvoirs » au cours de cette édition 2014 de la fête de la science. Après une première épreuve qui s’est déroulée à l’UFR-STGI de Belfort, le 9 octobre dernier devant 130 lycéens, Yannick Lefier s’est imposé lors de la finale qui a eu lieu le 12 octobre à Besançon avec 30 % des votes du public pour la présentation de ses travaux en optique… déguisé en grand maître de la lumière karatéka !

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    Des chercheurs de l'institut Femto-ST en collaboration avec des collègues du Laboratoire Charles Fabry viennent de découvrir un nouveau mode de diffusion de la lumière dans de minuscules fibres optiques 50 fois plus fines qu'un cheveu ! Ce phénomène, qui varie selon l'environnement de la fibre, pourrait être exploité pour concevoir des capteurs innovants et ultra-sensibles. Ces travaux sont publiés le 24 octobre 2014 dans la revue Nature Communications.

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  • Congrès CETSIS - 27-29 octobre 2014

    Besançon accueille le congrès CETSIS 2014 du 27 au 29 octobre 2014. Il se déroule essentiellement autour de démonstrations réelles de travaux pratiques et de projets et de tables rondes et accueillera des enseignants, enseignants-chercheurs, doctorants, industriels de toute la France et de pays francophones.

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  • Visite du Premier ministre, Manuel Valls, à FEMTO-ST

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  • Prix spécial du Jury sur le salon MICRONORA

    Un microrobot développé par une équipe de recherche de FEMTO-ST pour améliorer la chirurgie laser des cordes vocales a reçu le prix spécial du jury sur le salon MICRONORA

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